CN107082777B - 手性α、γ-二氨基二酸衍生物及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一类手性α、γ‑二氨基二酸衍生物及其合成方法,其以噁唑酮和α‑氨基丙烯酸酯为原料,通过双功能氢键催化剂的催化作用和添加剂的助催化作用,得到α、γ‑二氨基二酸衍生物Ⅰ,α、γ‑二氨基二酸衍生物Ⅰ通过浓盐酸处理,可进一步得到手性α、γ‑二氨基二酸衍生物Ⅱ。本发明的优势主要体现在:(1)以廉价易得的原料,经过简单的反应得到α、γ‑二氨基二酸衍生物;(2)首次实现了对映选择性构建具有二氨基二酸结构的非天然氨基酸。(3)合成的α、γ‑二氨基二酸衍生物可直接用作环肽的连接子,或通过盐酸处理开环后得到α、γ‑二氨基二酸,以用作环肽的连接子,同时其本身作为γ‑氨基丁酸衍生物也具有潜在的生物活性。
Description
技术领域
本发明属于有机合成与生物化学技术领域,具体涉及一种手性α、γ-二氨基二酸衍生物及其合成方法。
背景技术
氨基酸作为多肽和蛋白质的基本构建单元,在新型多肽和蛋白类药物研发领域具有重要的应用;同时,氨基酸本身也具有非常重要的生物活性和药用价值。非天然氨基酸作为氨基酸家族的重要一员,在多肽、蛋白质的研究中已得到了广泛应用。将非天然氨基酸引入多肽或蛋白序列,设计合成新型多肽或蛋白质,对新型多肽、蛋白类药物的研发以及天然蛋白质折叠和其功能的研究有重要意义。
近年来,环肽类药物的价值被进一步发掘,环肽具有链状多肽无可比拟的优势,链状多肽环化后不仅可以提高多肽的代谢稳定性和亲和活性,而且可以极大改善多肽类药物的穿膜活性。然而,传统的多肽环化方法合成效率低,不耐酶解,不能形成双环结构。因此,发展高效低成本的环肽构建方法成了一个急需解决的难题。近年来兴起的多肽成环修饰方法包括烯烃复分解反应(H.Andersson,H.Demaegdt,A.Johnsson,G.Vauquelin,G.Lindeberg,M.Hallberg,M.Erdelyi,A.Karlen,A.Hallberg,J.Med.Chem.2011,54,3779-3792;M.Liu,S.J.Mountford,R.R.Richardson,M.Groenen,N.D.Holliday,P.E.Thompson,J.Med.Chem.2016,59,6059-6069)、二硫键策略(R.W.Busby,M.M.Kessler,W.P.Bartolini,A.P.Bryant,G.Hannig,C.S.Higgins,R.M.Solinga,J.V.Tobin,J.D.Wakefield,C.B.Kurtz,M.G.Currie,J.Pharmacol.Exp.Ther.2013,344,196–206;P.Vlieghe,V.Lisowski,J.Martinez,M.Khrestchatisky,Drug Discovery Today 2010,15,40–56;C.T.T.Wong,J.P.Tam,J.Biol.Chem.2012,287,27020–27025)等。但这些方法需要重金属催化,容易导致重金属残留,且催化剂价格昂贵。最近,刘磊课题组证实二氨基二酸可以作为连接子构建环肽,并改善环肽的折叠效率(H.K.Cui,Y.Guo,Y.He,F.L.Wang,H.N.Chang,Y.J.Wang,F.M.Wu,C.L.Tian,L.Liu,Angew.Chem.In.Ed.2013,52,9558-9562;Y.Guo,D.M.Sun,F.L.Wang,Y.He,L.Liu,C.L.Tian,Angew.Chem.In.Ed.2015,54,14276-14281;P.J.Knerr,A.Tzekou,D.Ricklin,H.Qu,H.Chen,W.A.van der Donk,J.D.Lambris,ACSChem.Bio.2011,6,753-760.)。因此,设计合成新型的具有二氨基二酸结构的衍生物成为非常有意义的研究课题,然而,目前这类具有二氨基二酸的连接子的构建方式仅仅局限于通过天然氨基酸的多步合成构建,尚缺少简单、直接的构建方法。
发明内容
本发明的目的是提供一类手性α、γ-二氨基二酸衍生物。
本发明的另一目的是提供上述手性α、γ-二氨基二酸衍生物的合成方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
1、手性α、γ-二氨基二酸衍生物的结构
本发明的手性α、γ-二氨基二酸衍生物,其结构通式如下:
其中,*为手性碳原子,R1任意选自芳基;R2任意选自氢或C1-C8的烷基、硫杂烷烃基;R3为邻苯二甲酰基,四氢邻苯二甲酰基,六氢邻苯二甲酰基,丁二酰基,戊二酰基或5-降冰片烯-2,3-二羧酰基;R4任意选自芳基、烯丙基、苄基或苯基,包括以下20中化合物:
R1为2-甲酸异丙酯基苯基,R2为苄基,R3为邻苯二甲酰基,R4为烯丙基,标记为S1;
R1为苯基,R2为苄基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S2;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为戊二酰基,R4为甲基,标记为S3;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为5-降冰片烯-2,3-二羧酰基,R4为甲基,标记为S4;
R1为2-甲基苯基,R2为甲基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S5;
R1为2-甲基苯基,R2为甲基乙基硫醚,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S6;
R1为2-甲基苯基,R2为H,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S7;
R1为2-甲基苯基,R2为环己基亚甲基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S8;
R1为2-甲基苯基,R2为4-羟基苯甲基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S9;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为六氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S10;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为六氢邻苯二甲酰基,R4为乙基,标记为S11;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为丁二酰基,R4为乙基,标记为S12;
R1为2-甲基苯基,R2为丙基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S13;
R1为2-甲基苯基,R2为乙基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S14;
R1为2-甲基苯基,R2为正己基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S15;
R1为2-甲基苯基,R2为正丁基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S16;
R1为2-甲基苯基,R2为苄基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S17;
R1为2-甲基苯基,R2为异丁基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S18;
R1为苯基,R2为异丁基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S19;
R1为苯基,R2为苄基,R3为邻苯二甲酰基,R4为苄基,标记为S20。
2、手性α、γ-二氨基二酸衍生物的合成
本发明手性α、γ-二氨基二酸衍生物的合成方法为:以噁唑酮(1)和α-氨基丙烯酸酯(2)为原料,在-40-40℃的温度下,于有机溶剂中,通过双功能氢键催化剂的催化作用和添加剂的助催化作用,柱层析分离,得到α、γ-二氨基二酸衍生物Ⅰ(3),α、γ-二氨基二酸衍生物Ⅰ通过浓盐酸处理,可进一步得到手性α、γ-二氨基二酸衍生物Ⅱ(4)(反应式一)。
反应式一
其中,*为手性碳原子,R1任意选自芳基;R2任意选自氢或C1-C8的烷基、硫杂烷烃基;R3为邻苯二甲酰基,四氢邻苯二甲酰基,六氢邻苯二甲酰基,丁二酰基,戊二酰基或5-降冰片烯-2,3-二羧酰基;R4任意选自芳基、烯丙基、苄基或苯基。
上述合成方法中,噁唑酮与α-氨基丙烯酸酯的物质的量之比为1:0.5-2,该比例相对于其他比例需要更低的成本,合成出的α、γ-二氨基二酸衍生物具有更高的对映选择性。
双功能氢键催化剂为
其中,R5=氧或硫,R6=取代苄基,R7=R8=甲基、乙基、环戊基或环己基,双功能氢键催化剂与噁唑酮的物质的量之比为1:0.2-1。
催化反应所用有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、氯仿、氯苯或氟苯中的一种,使用这些取代苯类溶剂作为反应溶剂时合成出的α、γ-二氨基二酸衍生物具有更优异的对映选择性和非对映选择性。
催化反应过程为在搅拌状态下反应1-2d,反应时间短于1d或长于2d可能会导致产率和选择性降低。为了提高产物的非对映选择性和加快反应速率,本发明使用了分子筛作为添加剂,其加入量为1-2g/mmol噁唑酮。选择这一加入量的分子筛作为添加剂可以在节约成本的前提下保证产物优异的产率和非对映选择性。
R1、R4选自芳基时其上的取代基为苯基、2-甲基苯基、3,5-二溴苯基、2-甲氧基苯基或2-异丙氧基苯基。
产物柱层析分离的展开剂为石油醚:乙酸乙酯=6:1,洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯=10:1。选用该比例的展开剂和洗脱剂的优势在于可以更好地实现产物的分离。
本发明手性α、γ-二氨基二酸衍生物的NMR、IR、HRMS和旋光测试结果表明,上述方法成功合成了20种手性α、γ-二氨基二酸衍生物;HPLC测试结果显示,各化合物均具有良好的对映选择性。这些化合物可直接用作环肽的连接子,或在浓盐酸的作用下开环,转化为手性α,γ-二氨基二酸,用作环肽的连接子。这20种化合物的理化特征见表1。
表1α、γ-二氨基二酸衍生物的理化特征
a.分析柱:Chiralpak IC-H column(4.6mm×250mm);流动相:正己烷(A)/异丙醇(B)=9/1;洗脱方式为等度洗脱;流速1ml/min。
b.[α]D rt,c=1.0g/100ml,溶剂为三氯甲烷。
本发明相对现有技术具有以下有益效果:
1、本发明以廉价易得的原料,经过简单的催化反应获得了α、γ-二氨基二酸及其衍生物。
2、本发明首次实现了通过对映选择性构建具有二氨基二酸结构的非天然氨基酸。
3、本发明的α、γ-二氨基二酸衍生物,可直接用作环肽的连接子,或在浓盐酸的作用下开环,转化为手性α,γ-二氨基二酸,用作环肽的连接子。
4、本发明产出的α、γ-二氨基二酸,其本身亦为γ-氨基丁酸,作为一种重要的抑制性神经递质,γ-氨基丁酸参与了多种代谢活动,具有很高的生理活性,如镇静、催眠、抗惊厥、降血压等。然而,γ-氨基丁酸的化学合成由于反应条件剧烈,使用的化学试剂具有毒性和腐蚀性,副产物多,缺乏安全性。因此,本发明合成方法也是一种高效、安全的γ-氨基丁酸的合成方法。
附图说明
附图为采用本发明方法合成出的、产率大于90%的α、γ-二氨基二酸衍生物的NMR谱图:
图1为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S2的NMR谱图;
图2为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S4的NMR谱图;
图3为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S5的NMR谱图;
图4为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S6的NMR谱图;
图5为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S8的NMR谱图;
图6为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S10的NMR谱图;
图7为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S11的NMR谱图;
图8为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S14的NMR谱图;
图9为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S15的NMR谱图;
图10为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S16的NMR谱图;
图11为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S17的NMR谱图;
图12为本发明α、γ-二氨基二酸衍生物S18的NMR谱图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明α、γ-二氨基二酸衍生物的结构、合成方法及其理化特征作进一步详细说明。
实施例1
在一干净反应管中,依次加入双功能氢键催化剂CA-1(R5=硫,R6=3,5-双三氟甲基苄基,R7=R8=甲基)(0.02mmol),分子筛(100mg),噁唑酮1a(0.1mmol),α-氨基丙烯酸酯2a(0.15mmol),甲苯1ml,在0℃下反应1天,柱层析(硅胶,石油醚:乙酸乙酯=10:1)分离,得到白色固体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S1,其产率为73%,d.r.=3:1。
本实施例的反应式为:
S1的理化特征见表1,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.80(dd,J=5.4,3.1Hz,2H),7.74–7.64(m,3H),7.64–7.44(m,3H),7.21(s,5H),5.80(ddd,J=22.5,10.8,5.6Hz,1H),5.31–5.12(m,3H),5.07(dd,J=11.6,2.6Hz,1H),4.61(d,J=5.4Hz,2H),3.23(s,2H),3.13(dd,J=14.8,11.8Hz,1H),2.96(dd,J=14.9,2.7Hz,1H),1.30(t,J=6.4Hz,6H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ178.96,168.10,167.45,166.28,161.08,134.17,133.67,132.87,131.76,131.54,131.16,130.81,130.64,129.94,128.91,128.21,127.40,125.39,123.62,118.67,71.61,69.36,66.64,48.20,43.10,34.42,21.75,21.65;
IR结果:特征峰位于2926,1816,1720,1385,1288,1101,721cm-1。
实施例2
在-40℃下,其它操作及条件同实施例1,反应2天得到S1,产率70%,d.r.=4:1。
实施例3
在一干净反应管中,依次加入双功能氢键催化剂CA-2(R5=氧,R6=3,5-双三氟甲基苄基,R7=R8=甲基)(0.02mmol),分子筛(100mg),噁唑酮1b(0.1mmol),α-氨基丙烯酸酯2b(0.15mmol),甲苯1ml,在0℃下反应1天,柱层析(硅胶,石油醚:乙酸乙酯=6:1)分离,然后加入1ml乙腈和200ul浓盐酸,室温搅拌反应12h,得到白色固体α,γ-二氨基二酸,标记为S2,其产率为93%,d.r.=10:1。
本实施例的反应式为:
S2的理化特征见表1,NMR图谱见图1,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ10.15(s,1H),7.81(d,J=7.4Hz,2H),7.51(dq,J=14.7,7.2Hz,3H),7.21(s,1H),7.07(dd,J=14.8,7.1Hz,3H),6.98(d,J=7.0Hz,2H),5.88(d,J=12.3Hz,2H),4.83(dd,J=11.5,2.6Hz,1H),3.88(d,J=13.5Hz,1H),3.71–3.45(m,4H),3.14(dd,J=37.8,13.5Hz,4H),2.50(t,J=14.5Hz,2H),2.34–1.98(m,2H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ179.93,179.32,173.90,168.88,168.49,134.96,133.97,132.11,129.62,128.84,128.23,127.52,127.15,127.09,63.80,52.81,48.55,40.62,38.98,38.52,33.24,22.98;
IR结果:特征峰位于3381,2954,2925,1749,1709,1620,1524,1489,1447,1388,1203,1169,768,702cm-1。
实施例4
在-20℃下,其它操作及条件同实施例1,反应2天得到S1,产率92%,d.r.>20:1。
实施例5
在一干净反应管中,依次加入双功能氢键催化剂CA-3(R5=氧,R6=3,5-双三氟甲基苄基,R7=R8=环己基)(0.06mmol),分子筛(200mg),噁唑酮1c(0.1mmol),α-氨基丙烯酸酯2c(0.05mmol),二氯甲烷1ml,在0℃下反应1天,柱层析(硅胶,石油醚:乙酸乙酯=6:1)分离,得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S3,其产率为75%,d.r.=19:1。
本实施例的反应式为:
S3的理化特征见表1,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.96–7.56(m,3H),5.30(dd,J=8.4,5.5Hz,1H),3.68(s,3H),3.23(d,J=13.3Hz,1H),3.16–2.95(m,3H),2.73–2.46(m,4H),1.95(m,2H);13CNMR(75MHz,CDCl3)δ178.69,172.25,169.12,158.60,137.96,132.94,130.12,129.21,128.88,128.20,127.61,123.27,72.74,52.77,48.66,44.45,35.68,32.46,16.16;
IR结果:特征峰位于2952,1821,1747,1688,1556,1365,1352,1284,1250,1011,893,763cm-1。
实施例6
以噁唑酮1c(0.1mmol)和α-氨基丙烯酸酯2d(0.2mmol)为原料,双功能氢键催化剂CA-4(R5=硫,R6=3,5-双三氟甲基苄基,R7=R8=乙基)(0.08mmol)为催化剂,其它操作及条件同实施例3,反应1天得白色固体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S4,其产率为90%,d.r.>20:1。
本实施例的反应式为:
S4的理化特征见表1,NMR图谱见图2,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.82(dd,J=7.6,1.7Hz,3H),7.24–7.10(m,3H),7.05(dd,J=6.2,3.2Hz,2H),6.04(ddd,J=18.5,5.6,2.8Hz,2H),4.55(dd,J=11.0,3.3Hz,1H),3.68(s,3H),3.36(d,J=11.6Hz,2H),3.28(dd,J=6.4,4.4Hz,2H),3.21(d,J=13.3Hz,1H),3.14–3.04(m,1H),3.03–2.85(m,2H),1.82–1.59(m,1H),1.52(d,J=8.7Hz,1H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ178.17,176.77,176.54,167.77,158.72,138.00,134.82,133.92,132.77,130.08,129.19,128.72,128.19,127.61,123.25,72.32,52.56,52.10,47.82,45.99,45.58,44.76,44.64,44.15,34.82;
IR结果:特征峰位于2951,1822,1749,1656,1556,1434,1379,1286,1166,895,737,718cm-1。
实施例7
在20℃下,其它操作及条件同实施例6,反应1天得到S4,产率90%,d.r.=20:1。
实施例8
在40℃下,双功能氢键催化剂CA-4(0.1mmol),溶剂为氯苯,其它操作及条件同实施例6,反应1天得到S4,产率80%,d.r.=10:1。
本实施例的反应式为:
实施例9
以噁唑酮1d和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,其它操作同实施例1,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S5,其产率为92%,d.r.=16:1。
本实施例的反应式为:
S5的理化特征见表1,NMR图谱见图3,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.98–7.64(m,1H),7.52–7.36(m,1H),7.35–7.16(m,2H),6.06–5.62(m,2H),4.73(dd,J=11.6,2.8Hz,1H),3.67(s,3H),3.06(dd,J=6.6,5.2Hz,2H),2.99–2.74(m,2H),2.66(s,3H),2.51(dd,J=16.4,14.3Hz,2H),2.23(dd,J=15.3,6.4Hz,2H),1.54(s,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ180.31,179.30,179.02,168.17,161.07,139.72,131.90,131.71,129.87,127.46,127.36,125.85,124.53,67.14,52.84,48.63,38.89,38.61,35.15,25.22,23.02,22.80,22.08;
IR结果:特征峰位于2955,1815,1712,1647,1386,1269,1196,998,728cm-1。
实施例10
以噁唑酮1e和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,其它操作同实施例3,反应2天得到白色固体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S6,其产率为93%,d.r.=19:1。
本实施例的反应式为:
S6的理化特征见表1,NMR图谱见图4,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.10–7.61(m,1H),7.53–7.38(m,1H),7.38–7.25(m,2H),6.14–5.53(m,2H),4.72(dd,J=11.4,2.8Hz,1H),3.67(s,3H),3.06(dd,J=3.7,2.5Hz,2H),2.92(ddd,J=17.7,14.9,3.1Hz,2H),2.68(s,3H),2.58–2.28(m,4H),2.24(dt,J=15.2,4.5Hz,4H),2.04(s,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ179.64,179.31,178.99,168.10,161.85,139.84,132.07,131.77,130.02,127.46,127.36,125.90,124.31,70.12,52.89,48.29,38.88,38.62,37.32,34.61,28.01,23.00,22.79,22.23,15.11;
IR结果:特征峰位于2919,1811,1749,1712,1645,1438,1386,1268,995,730cm-1。
实施例11
以噁唑酮1f和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,双功能氢键催化剂CA-5(R5=氧,R6=3,5-双三氟甲基苄基,R7=R8=环戊基)溶剂为氟苯,其它操作同实施例3,反应2天得到白色固体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S7,其产率为31%,d.r.>20:1。
本实施例的反应式为:
S7的理化特征见表1,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.81(d,J=7.5Hz,1H),7.45(t,J=7.1Hz,1H),7.31(t,J=6.6Hz,2H),5.84(d,J=14.1Hz,4H),4.73(dd,J=8.6,4.8Hz,1H),4.64(dd,J=11.6,2.5Hz,1H),3.65(d,J=4.2Hz,6H),3.12–2.75(m,7H),2.70–2.61(m,3H),2.63–2.53(m,1H),2.51–2.34(m,4H),2.31–1.90(m,4H);
13C NMR(75MHz,CDCl3)δ179.25,179.07,179.01,178.86,167.93,167.88,162.14,140.04,132.29,131.86,130.29,127.51,127.45,127.39,127.18,125.94,124.10,69.47,52.99,52.94,48.68,48.10,38.90,38.82,38.70,38.64,35.18,23.18,23.01,22.95,22.80,22.43;
IR结果:特征峰位于3373,2921,1749,1709,1386,1268,1204,1024,996,890,730cm-1。
实施例12
以噁唑酮1g和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,其它操作同实施例3,反应1.5天得到白色固体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S8,其产率为95%,d.r.>20:1。
本实施例的反应式为:
S8的理化特征见表1,NMR图谱见图5,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.08–7.63(m,1H),7.52–7.37(m,1H),7.33(dd,J=7.0,4.4Hz,2H),5.86(t,J=7.3Hz,2H),4.69(dd,J=11.3,2.9Hz,1H),3.66(s,3H),3.05(dt,J=14.5,7.1Hz,2H),2.90(ddd,J=17.8,14.9,3.2Hz,2H),2.67(s,3H),2.51(t,J=15.1Hz,2H),2.24(dd,J=15.3,6.5Hz,2H),1.83(ddd,J=20.9,14.1,5.8Hz,2H),1.62(t,J=11.8Hz,5H),1.34–1.22(m,1H),1.12(t,J=10.6Hz,3H),0.91(dd,J=14.3,7.0Hz,2H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ180.55,179.29,178.99,168.22,161.04,139.61,131.83,131.67,129.96,127.44,127.34,125.87,124.63,70.44,52.81,48.37,45.73,38.85,38.59,35.06,34.54,33.69,33.64,25.98,25.89,25.84,22.98,22.77,22.03;
IR结果:特征峰位于2924,1811,1750,1648,1437,1386,1266,1025,973,889,729cm-1。
实施例13
以噁唑酮1f和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,双功能氢键催化剂为CA-5,溶剂为氯苯,其它操作同实施例3,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S9,其产率为41%,d.r.=19:1。
本实施例的反应式为:
S9的理化特征见表1,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.65–7.47(m,1H),7.37(dd,J=10.7,4.2Hz,1H),7.24–7.13(m,2H),6.94(d,J=8.5Hz,2H),6.59(d,J=8.5Hz,2H),5.86(d,J=1.1Hz,2H),5.38(s,1H),4.77(dd,J=11.6,2.6Hz,1H),3.67(s,3H),3.25–2.83(m,6H),2.50(d,J=15.8Hz,2H),2.41(s,3H),2.31–2.13(m,2H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ179.54,179.48,179.19,168.22,161.69,155.09,139.37,131.85,131.49,129.93,127.48,127.41,125.77,125.24,124.52,115.03,72.60,52.95,48.73,43.48,38.91,38.68,34.44,23.02,22.83,21.53;
IR结果:特征峰位于3428,2923,1810,1749,1710,1648,1439,1387,1268,1212,1165,1029,976,730cm-1。
实施例14
以噁唑酮1c和α-氨基丙烯酸酯2f为原料,在40℃下反应,其它操作及条件同实施例3,反应1天得到白色固体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S10,其产率为97%,d.r.>20:1。
本实施例的反应式为:
S10的理化特征见表1,NMR图谱见图6,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.82(dd,J=9.1,1.7Hz,3H),7.28–7.15(m,3H),7.06(dd,J=6.5,3.0Hz,2H),4.68(dd,J=11.6,2.6Hz,1H),3.72(s,3H),3.36–2.93(m,4H),2.84(dd,J=7.9,4.7Hz,2H),1.77(dd,J=35.3,14.9Hz,4H),1.41(d,J=5.4Hz,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ178.80,178.70,178.20,168.20,158.89,137.99,132.81,130.08,129.28,128.70,128.21,127.62,123.22,72.42,53.02,48.25,44.09,39.74,39.29,35.04,23.57,22.67,21.65;
IR结果:特征峰位于2943,1823,1715,1556,1383,1285,1183,1035,896,747cm-1。
实施例15
以噁唑酮1c和α-氨基丙烯酸酯2g为原料,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S11,其产率为94%,d.r.>20:1。
本实施例的反应式为:
S11的理化特征见表1,NMR图谱见图7,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.87–7.76(m,3H),7.29–7.11(m,3H),7.06(dd,J=6.5,3.0Hz,2H),4.66(dd,J=11.5,2.8Hz,1H),4.32–4.05(m,2H),3.25(d,J=13.3Hz,1H),3.13(dt,J=11.5,6.6Hz,2H),3.01(dd,J=14.9,2.8Hz,1H),2.85(t,J=4.9Hz,2H),1.80(ddd,J=26.4,22.6,9.2Hz,4H),1.56–1.30(m,4H),1.23(t,J=7.1Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ178.71,178.68,178.26,167.68,158.85,137.97,132.84,130.08,129.28,128.73,128.20,127.61,123.22,72.43,62.26,48.26,44.10,39.79,39.26,35.02,23.81,22.56,21.74,14.01;
IR结果:特征峰位于2935,1822,1744,1714,1556,1285,1166,1035,894,747,735cm-1。
实施例16
以噁唑酮1c和α-氨基丙烯酸酯2h为原料,双功能氢键催化剂为CA3,溶剂为氯仿,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S12,其产率为79%,d.r.=9:1。
本实施例的反应式为:
S12的理化特征见表1,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.82(dd,J=6.2,1.7Hz,3H),7.24–7.11(m,3H),7.11–6.94(m,2H),4.72(dd,J=11.8,2.7Hz,1H),4.20(m,2H),3.26(d,J=13.2Hz,1H),3.20–3.05(m,2H),2.99(dd,J=14.9,2.7Hz,1H),2.80–2.55(m,4H),1.24(t,J=7.1Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ178.29,176.22,167.33,158.84,138.04,132.75,130.08,129.26,128.68,128.23,127.67,123.26,72.51,62.37,48.58,44.14,34.69,27.85,14.01;
IR结果:特征峰位于2929,1822,1744,1715,1656,1556,1386,1285,1166,1040,895,716cm-1。
实施例17
以噁唑酮1g和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,溶剂为二氯甲烷,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S13,其产率为85%,d.r.=19:1。
本实施例的反应式为:
S13的理化特征见表1,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.02–7.67(m,1H),7.49–7.38(m,1H),7.35–7.27(m,2H),6.09–5.57(m,2H),4.73(dd,J=11.4,2.9Hz,1H),3.66(s,3H),3.05(dd,J=8.0,5.5Hz,2H),3.02–2.79(m,2H),2.67(s,3H),2.62–2.39(m,2H),2.23(dd,J=15.2,5.9Hz,2H),1.99–1.74(m,2H),1.42–1.06(m,2H),0.89(t,J=7.3Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ180.03,179.31,179.00,168.26,161.25,139.72,131.88,131.71,129.95,127.47,127.36,125.86,124.55,71.02,52.82,48.53,40.44,38.89,38.62,34.52,23.02,22.80,22.13,16.69,13.71;
IR结果:特征峰位于2959,1810,1749,1713,1647,1386,1268,1180,1021,886,729cm-1。
实施例18
以噁唑酮1h和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S14,其产率为94%,d.r.>20:1。
本实施例的反应式为:
S14的理化特征见表1,NMR图谱见图8,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.98–7.68(m,1H),7.55–7.35(m,1H),7.35–7.27(m,2H),6.06–5.60(m,2H),4.74(dd,J=11.4,2.9Hz,1H),3.67(s,3H),3.15–3.01(m,2H),2.90(ddd,J=17.9,14.9,3.2Hz,2H),2.67(s,3H),2.60–2.36(m,2H),2.24(dd,J=15.3,6.2Hz,2H),1.93(m,2H),0.84(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ179.90,179.31,179.00,168.26,161.34,139.72,131.88,131.71,129.95,127.46,127.36,125.86,124.54,71.46,52.82,48.58,38.89,38.61,34.29,31.58,23.02,22.80,22.10,7.68;
IR结果:特征峰位于2954,1810,1749,1711,1648,1385,1265,1018,887,730cm-1。
实施例19
以噁唑酮1i和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到白色固体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S15,其产率为95%,d.r.>20:1。
本实施例的反应式为:
S15的理化特征见表1,NMR图谱见图9,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.04–7.68(m,1H),7.61–7.34(m,1H),7.34–7.25(m,2H),6.13–5.48(m,2H),4.72(dd,J=11.4,2.9Hz,1H),3.66(s,3H),3.18–3.02(m,2H),2.92(ddd,J=17.8,14.9,7.2Hz,2H),2.67(s,3H),2.50(dd,J=16.3,14.4Hz,2H),2.24(dd,J=15.3,6.1Hz,2H),1.86(dt,J=18.3,9.2Hz,2H),1.36–0.99(m,8H),0.83(t,J=6.6Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ180.04,179.30,179.00,168.26,161.24,139.71,131.86,131.71,129.97,127.46,127.36,125.86,124.59,71.00,52.81,48.54,38.89,38.62,38.36,34.52,31.32,28.82,23.12,23.02,22.80,22.38,22.11,13.92;
IR结果:特征峰位于2954,2928,1811,1750,1648,1437,1386,1266,1211,994,905,887,729cm-1。
实施例20
以噁唑酮1j和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S16,其产率为93%,d.r.=16:1。
本实施例的反应式为:
S16的理化特征见表1,NMR图谱见图10,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.91–7.74(m,1H),7.50–7.36(m,1H),7.37–7.27(m,2H),5.87(t,J=5.6Hz,2H),4.73(dd,J=11.4,2.9Hz,1H),3.66(s,3H),3.05(dd,J=7.7,5.4Hz,2H),2.99–2.79(m,2H),2.67(s,3H),2.50(dd,J=16.3,14.3Hz,2H),2.24(dd,J=15.3,6.1Hz,2H),1.98–1.78(m,2H),1.36–1.10(m,4H),0.85(t,J=7.0Hz,3H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ180.03,179.30,178.99,168.25,161.24,139.72,131.86,131.71,129.96,127.45,127.35,125.86,124.57,70.96,52.81,48.54,38.88,38.61,38.11,34.52,25.27,23.01,22.80,22.32,22.12,13.69;
IR结果:特征峰位于2956,1812,1750,1713,1648,1386,1267,1025,729cm-1。
实施例21
以噁唑酮1k和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S17,其产率为95%,d.r.>20:1。
本实施例的反应式为:
S17的理化特征见表1,NMR图谱见图11,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.53(d,J=7.4Hz,1H),7.36(t,J=7.1Hz,1H),7.23–6.95(m,7H),5.86(t,J=5.7Hz,2H),4.79(dd,J=11.6,2.5Hz,1H),3.68(s,3H),3.16(ddd,J=16.0,14.9,9.5Hz,3H),2.99(dd,J=19.0,4.0Hz,3H),2.60–2.40(m,2H),2.38(s,3H),2.23(dd,J=8.8,6.0Hz,2H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ179.33,179.28,179.00,168.16,161.65,139.33,133.35,131.74,131.39,130.25,129.90,128.14,127.45,127.38,125.67,124.58,72.43,52.87,48.66,44.26,38.87,38.64,34.57,23.01,22.81,21.44;
IR结果:特征峰位于2954,1811,1712,1649,1438,1386,1267,976,728,702cm-1。
实施例22
以噁唑酮1l和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S18,其产率为94%,d.r.>20:1。
本实施例的反应式为:
S18的理化特征见表1,NMR图谱见图12,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.82(dd,J=8.1,1.2Hz,1H),7.44(td,J=7.6,1.4Hz,1H),7.32(dd,J=9.5,4.4Hz,2H),5.88(dt,J=5.1,1.7Hz,2H),4.69(dd,J=11.3,2.9Hz,1H),3.66(s,3H),3.20–3.00(m,2H),3.00–2.79(m,2H),2.68(s,3H),2.50(dd,J=21.1,9.5Hz,2H),2.24(dd,J=15.3,6.4Hz,2H),1.95(dd,J=13.9,5.2Hz,1H),1.76(dd,J=13.9,7.1Hz,1H),1.63(t,J=6.0Hz,1H),0.88(t,J=6.2Hz,6H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ180.56,179.34,179.05,168.29,161.02,139.87,131.93,131.81,130.04,127.49,127.40,125.92,124.53,70.65,52.87,48.42,47.11,38.91,38.66,35.24,24.54,24.24,23.18,23.04,22.83,22.26;
IR结果:特征峰位于2956,1811,1750,1647,1386,1266,1179,1026,729cm-1。
实施例23
以噁唑酮1m和α-氨基丙烯酸酯2e为原料,溶剂为二氯甲烷,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到无色油状液体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S19,其产率为82%,d.r.=10:1。
本实施例的反应式为:
S19的理化特征见表1,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.15–7.84(m,2H),7.59(d,J=7.4Hz,1H),7.51(dd,J=8.1,6.7Hz,2H),5.89(d,J=1.6Hz,2H),4.69(dd,J=11.3,2.9Hz,1H),3.65(s,3H),3.16–3.00(m,2H),2.99–2.71(m,2H),2.61–2.42(m,2H),2.26(dd,J=15.2,6.9Hz,2H),1.95(dd,J=14.0,5.8Hz,1H),1.79(dd,J=14.0,6.5Hz,1H),1.63–1.48(m,1H),0.86(dd,J=8.0,6.7Hz,6H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ180.46,179.29,179.00,168.17,160.94,132.79,128.77,127.92,127.44,127.39,125.78,70.50,52.83,48.34,46.84,38.91,38.65,35.52,24.61,24.06,23.37,23.02,22.84;
IR结果:特征峰位于2956,1813,1750,1387,1178,1037,884,699cm-1。
实施例24
以噁唑酮1b和α-氨基丙烯酸酯2i为原料,溶剂为氯仿,其它操作及条件同实施例3,反应2天得到白色固体α,γ-二氨基二酸衍生物,标记为S20,其产率为74%,d.r.=3:1。
本实施例的反应式为:
S20的理化特征见表1,NMR和IR测试结果如下:
NMR结果:1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.82(dd,J=5.4,3.1Hz,2H),7.72(dd,J=5.5,3.1Hz,2H),7.64–7.53(m,2H),7.49(t,J=7.4Hz,1H),7.40–7.20(m,7H),7.08(s,5H),5.31–4.97(m,3H),3.43–2.92(m,4H);13C NMR(75MHz,CDCl3)δ178.81,168.17,167.32,161.06,134.86,134.24,133.23,132.56,131.69,130.18,128.51,128.48,128.37,128.10,128.01,127.69,127.33,125.46,123.58,123.50,72.18,67.85,48.29,43.52,35.45;
IR结果:特征峰位于3033,2925,1815,1720,1655,1453,1384,1266,1127,1000,883,719cm-1。
Claims (10)
1.一类手性α、γ-二氨基二酸衍生物,其特征在于,其是具有如下结构的光学纯化合物:
其中,*为手性碳原子,R1为苯基、2-甲基苯基、3,5-二溴苯基、2-甲氧基苯基,2-异丙氧基苯基;R2为任意选自氢或C1-C8的烷基;R3为邻苯二甲酰基,四氢邻苯二甲酰基,六氢邻苯二甲酰基,丁二酰基,戊二酰基或5-降冰片烯-2,3-二羧酰基;R4任意选自烯丙基、苄基或苯基;
或
其中,*为手性碳原子,R1为苯基、2-甲基苯基、3,5-二溴苯基、2-甲氧基苯基,2-异丙氧基苯基;R2任意选自C1-C8的烷基;R3为邻苯二甲酰基,四氢邻苯二甲酰基,六氢邻苯二甲酰基,丁二酰基,戊二酰基或5-降冰片烯-2,3-二羧酰基;R4任意选自烯丙基、苄基或苯基。
2.一类手性α、γ-二氨基二酸衍生物,其特征在于,其是具有如下结构的光学纯化合物:
或
其中:
R1为2-甲酸异丙酯基苯基,R2为苄基,R3为邻苯二甲酰基,R4为烯丙基,标记为S1;
R1为苯基,R2为苄基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S2;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为戊二酰基,R4为甲基,标记为S3;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为5-降冰片烯-2,3-二羧酰基,R4为甲基,标记为S4;
R1为2-甲基苯基,R2为甲基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S5;
R1为2-甲基苯基,R2为甲基乙基硫醚,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S6;
R1为2-甲基苯基,R2为H,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S7;
R1为2-甲基苯基,R2为环己基亚甲基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S8;
R1为2-甲基苯基,R2为4-羟基苯甲基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S9;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为六氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S10;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为六氢邻苯二甲酰基,R4为乙基,标记为S11;
R1为3,5-二溴苯基,R2为苄基,R3为丁二酰基,R4为乙基,标记为S12;
R1为2-甲基苯基,R2为丙基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S13;
R1为2-甲基苯基,R2为乙基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S14;
R1为2-甲基苯基,R2为正己基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S15;
R1为2-甲基苯基,R2为正丁基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S16;
R1为2-甲基苯基,R2为苄基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S17;
R1为2-甲基苯基,R2为异丁基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S18;
R1为苯基,R2为异丁基,R3为四氢邻苯二甲酰基,R4为甲基,标记为S19;
R1为苯基,R2为苄基,R3为邻苯二甲酰基,R4为苄基,标记为S20。
4.根据权利要求3所述的手性α、γ-二氨基二酸衍生物的合成方法,其特征在于:所述噁唑酮与α-氨基丙烯酸酯的物质的量之比为1:0.5-2。
6.根据权利要求3或5所述的手性α、γ-二氨基二酸衍生物的合成方法,其特征在于:所述双功能氢键催化剂与噁唑酮的物质的量之比为0.2-1:1。
7.根据权利要求3所述的手性α、γ-二氨基二酸衍生物的合成方法,其特征在于:所述有机溶剂为甲苯、二氯甲烷、氯仿、氯苯或氟苯中的一种。
8.根据权利要求3所述的手性α、γ-二氨基二酸衍生物的合成方法,其特征在于:第一步反应为,在搅拌状态下反应1-2d。
9.根据权利要求3所述的手性α、γ-二氨基二酸衍生物的合成方法,其特征在于:所述分子筛的加入量为1-2g/mmol噁唑酮。
10.根据权利要求3所述的手性α、γ-二氨基二酸衍生物的合成方法,其特征在于:所述柱层析分离的展开剂为石油醚:乙酸乙酯=6:1,洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯=10:1。
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Asymmetric Conjugate Addition of Benzofuran-2-ones to Alkyl 2-Phthalimidoacrylates: Modeling Structure–Stereoselectivity Relationships with Steric and Electronic Parameters;Chen Yang et al.;《Angew. Chem. Int. Ed》;20160415;第55卷(第22期);6506-6510 * |
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Stereospecific synthesis of differentially protected (2S,4S)-2,4-diaminoglutaric acid suitable for incorporation into peptides;Ken-ichi Tanaka et al.;《Tetrahedron:Asymmetry》;20000922;第11卷(第18期);3837-3843 * |
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